Los sistemas cristalinos
Los cristales se describen por los sistemas cristalinos.
Se pueden observar el análisis de un cristal considerando un cubo (fig. 1.4.1).
Existen 7 sistemas cristalinos y cada uno de ellos tiene sus propios elementos de simetría.
Se describen los sistemas cristalinos por:
- Sus ejes cristalográficos.
- Los ángulos que respectivamente dos de los ejes cristalográficos rodean.
- Las longitudes de los ejes cristalográficos
1. Se fijarán el aspecto obvio que todas las caras están perpendiculares entre sí.
2. Hay tres planos de simetría, que están perpendiculares entre sí y los cuales se llaman 'planos axiales de simetría'. Cada cara a un lado de este plano de simetría se refleja a su otro lado. También se pueden coger dos caras opuestas del cubo entre pulgar y índice así incluyendo un eje de simetría y girar el cubo para encontrar un eje cuaternario de simetría. Es decir que por una rotación completa de 360° una cara se repite cuatro veces.
Un otro eje de simetría entre las esquinas opuestas del cubo es un eje ternario de simetría. De los mismos hay cuatro en el cubo. Un eje de simetría perpendicular a un par de aristas opuestas es un eje binario de simetría, de los cuales existen seis en el cubo.
3. El aspecto esencial de la simetría es el siguiente: se pueden realizar una operación geométrica en tal manera que una cara se repite en una otra posición. Es decir que al realizar una operación geométrica como una rotación p. ej. una cara nueva ocupará la misma posición que fue ocupado por una otra cara antes de la rotación y con la consecuencia que no pueden distinguirse entre la apariencia después la rotación y la apariencia original.
Simetría de un cubo según PHILLIPS & PHILLIPS (1986):
Zona: Un grupo de caras que se interceptan formando aristas paralelas, se dice que constituyen una zona. Eje de zona: La dirección de las líneas de intersección entre las caras de una zona, se llama eje de zona.
1. El cubo exhibe tres conjuntos de aristas paralelas, por tanto se compone de tres zonas. Las tres ejes de zona son ortogonales. Las seis caras del cubo son idénticas, cada una de ellas es paralela a dos ejes de zona y perpendicular al tercer eje de zona. En consecuencia el cubo es una forma de seis lados, que encierre completamente a un espacio.. Por ello, a la forma cúbica de designe como una forma simple.
2. Cuando una misma cara del cubo de observa en cuatro posiciones diferentes durante la rotación, el eje paralelo de las aristas es un eje de simetría cuarternario, el cual se denomine eje cuarternario. En el cubo hay tres ejes cuarternarios.
3. Puesto que las caras del cubo tienen la misma orientación en tres posiciones durante una rotación completa, el eje que pasa por las esquinas de un cubo perfectamente simétrico puede describirse como un eje de simetría ternario o un eje ternario. Ya que los ejes ternarios unen esquinas opuestas del cubo deberán existir cuatro ejes ternarios.
4.Cuando se gira sobre un eje perpendicular a un par de aristas opuestas y la imagen del cubo se repite dos veces, el eje es de simetría binaria y se llama eje binario. En vista de que hay seis pares de aristas opuestas en el cubo éste debe tener seis ejes binarios.
1.4.1 Sistema cúbico o isométrico
Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí:
alfa = beta = gama = 90°
Las longitudes de los ejes son iguales:
a = b = c
Formas típicas del sistema cristalino y sus elementos de simetría :
El cubo (p.ej. halita, fluorita), el rombododecaedro (p.ej. granate) y el octaedro son formas de 3 ejes cuaternario de simetría, 4 ejes ternarios de simetría y 6 ejes binarios de simetría.
El Tetraedro es una forma de 4 ejes ternarios y de 3 ejes binarios.
Minerales que pertenecen al sistema cúbico son:
Halita NaCl, Pirita FeS2,Galena PbS, las cuales forman entre otros cubos.
Diamante de forma octaédrica, Magnetita Fe3O4 forma entre otros octaedros.
Granate, p. ej. Almandina Fe3Al2[SiO2]4 de forma rombododecaédrica, de forma icositetraédrica o de combinaciones de las formas icositetraédrica y rombododecaédrica. - El rombododecaedro es una forma simple compuesta de 12 caras de contorno rómbico. El icositetraedro es una forma compuesta de 24 caras de contorno trapezoidal.
Esfalerita ZnS de forma tetraédrica.
1.4.2 Sistema tetragonal
Existen 3 ejes cristalograficos a 90° entre sí:
alfa = beta = gama = 90°
Los parámetros de los ejes horizontales son iguales, pero no son iguales al parámetro del eje vertical:
a = b ≠ [es desigual de] c
Formas típicas y sus elementos de simetría son :
Circón (ZrSiO2) pertenece al sistema tetragonal y forma p. ej. prismas limitados por pirámides al extremo superior y inferior.
Casiterita SnO2
1.4.3 Sistema hexagonal
Existen 4 ejes cristalográficos, tres a 120° en el plano horizontal y uno vertical y perpendicular a ellos:
Y1 = Y2 = Y3 = 90° - ángulos entre los ejes horizontales y el eje vertical.
X1 = X2 = X3 = 120° - ángulos entre los ejes horizontales.
a1 = a2 = a3 ≠ c con a1, a2, a3 = ejes horizontales y c = eje vertical.
Apatito Ca5[(F, OH, Cl)/(PO4)3] y grafito C pertenecen al sistema hexagonal.
Formas típicas son el prisma hexagonal y el trapezoedro hexagonal de un eje sexternario y 6 ejes binarios.
1.4.4 Sistema trigonal
Existen tres ejes cristalográficos con parámetros iguales, los ángulos X1, X2 y X3 entre ellos difieren a 90°:
X1 = X2 = X3 = 90°
a1 = a2 = a3
Calcita CaCO3 y Dolomita CaMg(CO3)2 pertenecen al sistema trigonal y forman a menudo romboedros.
Otra forma es una combinación de pirámide trigonal y pinacoide con 3 ejes binarios de simetría.
1.4.5 Sistema ortorrómbico
Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí: r>alfa = beta = gama = 90°
Los parámetros son desiguales:
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual c]
Ejemplo: Olivino (Mg,Fe)2(SiO4)
Una forma típica es una combinación de paralelogramo y pinacoide con 3 ejes binarios de simetría.
1.4.6 Sistema monoclínico
Hay tres ejes cristalográficos, de los cuales dos ( uno de los dos siempre es el eje vertical = eje c) están a 90° entre sí: >alfa = gama = 90° y beta es mayor de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Mica
1.4.7 Sistema triclínico
Hay tres ejes cristalográficos, ninguno de ellos a 90° entre sí: >alfa es desigual de beta es desigual de gama es desigual de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Albita: NaAlSi308 y Cianita: Al2SiO5
Los cristales se describen por los sistemas cristalinos.
Se pueden observar el análisis de un cristal considerando un cubo (fig. 1.4.1).
Existen 7 sistemas cristalinos y cada uno de ellos tiene sus propios elementos de simetría.
Se describen los sistemas cristalinos por:
- Sus ejes cristalográficos.
- Los ángulos que respectivamente dos de los ejes cristalográficos rodean.
- Las longitudes de los ejes cristalográficos
1. Se fijarán el aspecto obvio que todas las caras están perpendiculares entre sí.
2. Hay tres planos de simetría, que están perpendiculares entre sí y los cuales se llaman 'planos axiales de simetría'. Cada cara a un lado de este plano de simetría se refleja a su otro lado. También se pueden coger dos caras opuestas del cubo entre pulgar y índice así incluyendo un eje de simetría y girar el cubo para encontrar un eje cuaternario de simetría. Es decir que por una rotación completa de 360° una cara se repite cuatro veces.
Un otro eje de simetría entre las esquinas opuestas del cubo es un eje ternario de simetría. De los mismos hay cuatro en el cubo. Un eje de simetría perpendicular a un par de aristas opuestas es un eje binario de simetría, de los cuales existen seis en el cubo.
3. El aspecto esencial de la simetría es el siguiente: se pueden realizar una operación geométrica en tal manera que una cara se repite en una otra posición. Es decir que al realizar una operación geométrica como una rotación p. ej. una cara nueva ocupará la misma posición que fue ocupado por una otra cara antes de la rotación y con la consecuencia que no pueden distinguirse entre la apariencia después la rotación y la apariencia original.
Simetría de un cubo según PHILLIPS & PHILLIPS (1986):
Zona: Un grupo de caras que se interceptan formando aristas paralelas, se dice que constituyen una zona. Eje de zona: La dirección de las líneas de intersección entre las caras de una zona, se llama eje de zona.
1. El cubo exhibe tres conjuntos de aristas paralelas, por tanto se compone de tres zonas. Las tres ejes de zona son ortogonales. Las seis caras del cubo son idénticas, cada una de ellas es paralela a dos ejes de zona y perpendicular al tercer eje de zona. En consecuencia el cubo es una forma de seis lados, que encierre completamente a un espacio.. Por ello, a la forma cúbica de designe como una forma simple.
2. Cuando una misma cara del cubo de observa en cuatro posiciones diferentes durante la rotación, el eje paralelo de las aristas es un eje de simetría cuarternario, el cual se denomine eje cuarternario. En el cubo hay tres ejes cuarternarios.
3. Puesto que las caras del cubo tienen la misma orientación en tres posiciones durante una rotación completa, el eje que pasa por las esquinas de un cubo perfectamente simétrico puede describirse como un eje de simetría ternario o un eje ternario. Ya que los ejes ternarios unen esquinas opuestas del cubo deberán existir cuatro ejes ternarios.
4.Cuando se gira sobre un eje perpendicular a un par de aristas opuestas y la imagen del cubo se repite dos veces, el eje es de simetría binaria y se llama eje binario. En vista de que hay seis pares de aristas opuestas en el cubo éste debe tener seis ejes binarios.
1.4.1 Sistema cúbico o isométrico
Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí:
alfa = beta = gama = 90°
Las longitudes de los ejes son iguales:
a = b = c
Formas típicas del sistema cristalino y sus elementos de simetría :
El cubo (p.ej. halita, fluorita), el rombododecaedro (p.ej. granate) y el octaedro son formas de 3 ejes cuaternario de simetría, 4 ejes ternarios de simetría y 6 ejes binarios de simetría.
El Tetraedro es una forma de 4 ejes ternarios y de 3 ejes binarios.
Minerales que pertenecen al sistema cúbico son:
Halita NaCl, Pirita FeS2,Galena PbS, las cuales forman entre otros cubos.
Diamante de forma octaédrica, Magnetita Fe3O4 forma entre otros octaedros.
Granate, p. ej. Almandina Fe3Al2[SiO2]4 de forma rombododecaédrica, de forma icositetraédrica o de combinaciones de las formas icositetraédrica y rombododecaédrica. - El rombododecaedro es una forma simple compuesta de 12 caras de contorno rómbico. El icositetraedro es una forma compuesta de 24 caras de contorno trapezoidal.
Esfalerita ZnS de forma tetraédrica.
1.4.2 Sistema tetragonal
Existen 3 ejes cristalograficos a 90° entre sí:
alfa = beta = gama = 90°
Los parámetros de los ejes horizontales son iguales, pero no son iguales al parámetro del eje vertical:
a = b ≠ [es desigual de] c
Formas típicas y sus elementos de simetría son :
Circón (ZrSiO2) pertenece al sistema tetragonal y forma p. ej. prismas limitados por pirámides al extremo superior y inferior.
Casiterita SnO2
1.4.3 Sistema hexagonal
Existen 4 ejes cristalográficos, tres a 120° en el plano horizontal y uno vertical y perpendicular a ellos:
Y1 = Y2 = Y3 = 90° - ángulos entre los ejes horizontales y el eje vertical.
X1 = X2 = X3 = 120° - ángulos entre los ejes horizontales.
a1 = a2 = a3 ≠ c con a1, a2, a3 = ejes horizontales y c = eje vertical.
Apatito Ca5[(F, OH, Cl)/(PO4)3] y grafito C pertenecen al sistema hexagonal.
Formas típicas son el prisma hexagonal y el trapezoedro hexagonal de un eje sexternario y 6 ejes binarios.
1.4.4 Sistema trigonal
Existen tres ejes cristalográficos con parámetros iguales, los ángulos X1, X2 y X3 entre ellos difieren a 90°:
X1 = X2 = X3 = 90°
a1 = a2 = a3
Calcita CaCO3 y Dolomita CaMg(CO3)2 pertenecen al sistema trigonal y forman a menudo romboedros.
Otra forma es una combinación de pirámide trigonal y pinacoide con 3 ejes binarios de simetría.
1.4.5 Sistema ortorrómbico
Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí: r>alfa = beta = gama = 90°
Los parámetros son desiguales:
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual c]
Ejemplo: Olivino (Mg,Fe)2(SiO4)
Una forma típica es una combinación de paralelogramo y pinacoide con 3 ejes binarios de simetría.
1.4.6 Sistema monoclínico
Hay tres ejes cristalográficos, de los cuales dos ( uno de los dos siempre es el eje vertical = eje c) están a 90° entre sí: >alfa = gama = 90° y beta es mayor de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Mica
1.4.7 Sistema triclínico
Hay tres ejes cristalográficos, ninguno de ellos a 90° entre sí: >alfa es desigual de beta es desigual de gama es desigual de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Albita: NaAlSi308 y Cianita: Al2SiO5
| Los sistemas cristalinas - resumen | |||
| Nombre | ejes | ángulos | |
| Cúbico | a = b = c | α = ß = γ = 90° | |
| Tetragonal | a = b ≠ c | α = ß = γ = 90° | |
| Hexagonal | a = a´ = a´´ ≠ c | α = α´ = α´´ = 120°; ß = 90° | |
| Trigonal | |||
| Ortorrómbico | a ≠ b ≠ c | α = ß = γ = 90° | |
| Monoclínico | a ≠ b ≠ c | ß ≠ α =γ = 90°; ß > 90° | |
| Triclínico | a ≠ b ≠ c | α ≠ ß ≠ γ ≠ 90° | |
grupos de los minerales
La clasificación de los minerales según la sistemática química de Dana o Strunz es la clasificación más conocida, la clasificación oficial. Aunque hay leves diferencias entre Strunz y Dana están generalmente muy semejante:
1. Elementos nativos
Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los átomos de otros elementos como por ejemplo oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), azufre (S), diamante (C).
Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están combinados con iones positivos.
Fotos: Oro (Au) / Cobre (Cu) / Azufre (S)
2. Sulfuros incluido compuestos de selenio (Selenide), arseniuros (Arsenide), telurios (Telluride), antimoniuros (Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide).
Los sulfuros se distinguen con base en su proporción metal: azufre según el proposito de STRUNZ (1957, 1978).
Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingit FeAs2.
Fotos: Pirita FeS2 / Bornita Cu5FeS4 / Tetraedrita Cu3SbS3,25 / Cinabrio HgS / Molibdenita MoS2 / Realgar As4S4
3. Haluros
Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br, J, los cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia, por ejemplo Halita NaCl, Silvinita KCl, Fluorita CaF2.
Fotos: Halita NaCl, / Atacamita Cu2(OH)3Cl / Fluorita CaF2
4. Óxidos y Hidróxidos
Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión. Por ejemplo cuprita Cu2O, corindón Al2O3, Hematita Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita Fe3O4.
Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidróxido (OH-) o moléculas de H2O-, p.ej. limonita FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.
Fotos: Cuarzo / Amatista / Ágata / Magnetita Fe3O4 / Pirolusita MnO4
5. Carbonatos (y Nitratos)
El anión es el radical carbonato (CO3)2-, por ejemplo calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, malaquita Cu3[(OH)2/CO3].
Más de carbonatos
Fotos: Calcita CaCO3 / Aragonito / Dolomita CaMg(CO3)2 / Malaquita Cu2 [(OH)2/CO3] / Azurita Cu3[(OH/CO3]2 / Un nitrato: Nitratina - caliche (NaNO3)
6. Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos
En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en el cual el azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en la barita BaSO4, en el yeso CaSO4*2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo wolframato (WO4)4-, p.ej. Scheelita o bien esquilita CaWO4.
Fotos: Yeso (CaSO4 x H2O) / Baritina (BaSO4) / Chalcantita / Antlerita Cu3 [(OH)4 │SO4 / Linarita PbCu[(OH)2/SO4] / Alunita KAl3 (SO4)2 (OH)6 / Celestina (Sr SO4) /
Un Wolframato: Scheelita Ca(WO4)
7. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.
Ejemplos: Apatita Ca5[F, PO4)3], Fosfosiderita: (Mn2+,Fe2+)2(PO4)(F,OH)
Fotos: Apatita Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3], Fosfosiderita (FePO4 X 2H2O)
8. Silicatos (fotos)
Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas donde el anión está formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.
8.1 La estructura de los silicatos véase también Cuarzo (grupo de SiO2)
Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos.
Los principios estructurales de los silicatos son los siguientes:
a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este tetraedro consiste en una combinación de un ion de silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente como es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio contribuye con +4. Así , el tetraedro puede considerarse como un anión complejo con una carga neta de -4. Su símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.
b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino y tectosilicatos.
c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de oxígeno (cifra de coordenación de 4 o 6) y tiene un diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si44+: 0.42Å, Al3+: 0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del tetraedro por ejemplo en la moscovita KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo en el piroxeno de sodio Jadeíta NaAl[6]Si2O6.
8.2 Tipos de estructuras de silicatos
-Silicatos formados de tetraedros independientes, que alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el olivino.
Además el oxígeno del anión silicato [SiO4]4- simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte de los tetraedros independientes otras unidades tetraédricas.
- Sorosilicatos formados de paras de tetraedros: [Si2O7], por ejemplo epidota.
- Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18].
- Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas dobles de tetraedros de [SiO4]4-:
por cadenas simples por ejemplo piroxenos
por cadenas dobles por ejemplo anfíboles.
- Filosilicatos formados por placas de tetraedros de [SiO4]4- por ejemplo caolinita, talco.
- Silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales, por ejemplo feldespatos y los feldespatoides.
1. Elementos nativos
Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los átomos de otros elementos como por ejemplo oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), azufre (S), diamante (C).
Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están combinados con iones positivos.
Fotos: Oro (Au) / Cobre (Cu) / Azufre (S)
2. Sulfuros incluido compuestos de selenio (Selenide), arseniuros (Arsenide), telurios (Telluride), antimoniuros (Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide).
Los sulfuros se distinguen con base en su proporción metal: azufre según el proposito de STRUNZ (1957, 1978).
Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingit FeAs2.
Fotos: Pirita FeS2 / Bornita Cu5FeS4 / Tetraedrita Cu3SbS3,25 / Cinabrio HgS / Molibdenita MoS2 / Realgar As4S4
3. Haluros
Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br, J, los cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia, por ejemplo Halita NaCl, Silvinita KCl, Fluorita CaF2.
Fotos: Halita NaCl, / Atacamita Cu2(OH)3Cl / Fluorita CaF2
4. Óxidos y Hidróxidos
Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión. Por ejemplo cuprita Cu2O, corindón Al2O3, Hematita Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita Fe3O4.
Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidróxido (OH-) o moléculas de H2O-, p.ej. limonita FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.
Fotos: Cuarzo / Amatista / Ágata / Magnetita Fe3O4 / Pirolusita MnO4
5. Carbonatos (y Nitratos)
El anión es el radical carbonato (CO3)2-, por ejemplo calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, malaquita Cu3[(OH)2/CO3].
Más de carbonatos
Fotos: Calcita CaCO3 / Aragonito / Dolomita CaMg(CO3)2 / Malaquita Cu2 [(OH)2/CO3] / Azurita Cu3[(OH/CO3]2 / Un nitrato: Nitratina - caliche (NaNO3)
6. Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos
En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en el cual el azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en la barita BaSO4, en el yeso CaSO4*2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo wolframato (WO4)4-, p.ej. Scheelita o bien esquilita CaWO4.
Fotos: Yeso (CaSO4 x H2O) / Baritina (BaSO4) / Chalcantita / Antlerita Cu3 [(OH)4 │SO4 / Linarita PbCu[(OH)2/SO4] / Alunita KAl3 (SO4)2 (OH)6 / Celestina (Sr SO4) /
Un Wolframato: Scheelita Ca(WO4)
7. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.
Ejemplos: Apatita Ca5[F, PO4)3], Fosfosiderita: (Mn2+,Fe2+)2(PO4)(F,OH)
Fotos: Apatita Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3], Fosfosiderita (FePO4 X 2H2O)
8. Silicatos (fotos)
Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas donde el anión está formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.
8.1 La estructura de los silicatos véase también Cuarzo (grupo de SiO2)
Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos.
Los principios estructurales de los silicatos son los siguientes:
a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este tetraedro consiste en una combinación de un ion de silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente como es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio contribuye con +4. Así , el tetraedro puede considerarse como un anión complejo con una carga neta de -4. Su símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.
b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino y tectosilicatos.
c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de oxígeno (cifra de coordenación de 4 o 6) y tiene un diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si44+: 0.42Å, Al3+: 0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del tetraedro por ejemplo en la moscovita KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo en el piroxeno de sodio Jadeíta NaAl[6]Si2O6.
8.2 Tipos de estructuras de silicatos
-Silicatos formados de tetraedros independientes, que alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el olivino.
Además el oxígeno del anión silicato [SiO4]4- simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte de los tetraedros independientes otras unidades tetraédricas.
- Sorosilicatos formados de paras de tetraedros: [Si2O7], por ejemplo epidota.
- Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18].
- Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas dobles de tetraedros de [SiO4]4-:
por cadenas simples por ejemplo piroxenos
por cadenas dobles por ejemplo anfíboles.
- Filosilicatos formados por placas de tetraedros de [SiO4]4- por ejemplo caolinita, talco.
- Silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales, por ejemplo feldespatos y los feldespatoides.
| Grupos de los minerales (Strunz, 9° edición; IMA, 2009) | ||||
| Grupo | formula | ejemplos | ||
| I. Elementos nativos | [Elemento] | Oro (Au) Cobre (Cu) | ||
| II. Sulfuros | S | Pirita FeS2 Bornita Cu5FeS4 | ||
| III. Haluros | -Cl | Halita NaCl Atacamita Cu2(OH)3Cl | ||
| IV. Óxidos y hidróxidos | O2, OH | Cuarzo SiO2 Magnetita Fe3O4 | ||
| V. Carbonatos Nitratos | - CO3 | Calcita CaCO3 Azurita Cu3[(OH/CO3]2 Nitratina - caliche (NaNO3) | ||
| VI. Boratos | NOx Bx | Ulexita Bórax | ||
| VII. Sulfatos | -SO4 | Yeso (CaSO4 x H2O) Baritina (BaSO4) | ||
| VIII. Fosfatos | PO4 | Apatita Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3] Fosfosiderita (FePO4 X 2H2O) | ||
| IX. Silicatos | SixOy | |||
| Nesosilicatos | Olivino Granate Cianita | |||
| Sorosilicatos | Epidota | |||
| Ciclosilicatos | Turmalina | |||
| Inosilicatos | Anfíbol: Antofilita Piroxenos | |||
| Filosilicatos | Biotita, Muscovita Crisocola | |||
| Tectsilicatos | Feldespato de sodio; Albita, Plagioclasa Sodalita Na8(Cl,OH2|Al6Si6O24] Zeolitas | |||
| X. Compuestos orgánicos | Succinita | |||
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Clasificación con base en las propiedades externas de los minerales
Clasificaciones de minerales basadas a la química o su sistemas cristalinas tienen un sentido científico. Es muy recomendable para trabajos en terreno "del día" tener otro concepto más practico en la mente que permite un reconocimiento más fluido:
Se recomienda el uso de mapas conceptuales como:
a) Por color (aunque sabemos el color no es muy fiel)
b) Por su brillo
c) Por reacción con HCl
d) Por su paragénesis
- véase ejemplos aquí
Para los minerales que más abundan en las rocas puede aplicar la clasificación siguiente la que se basa en las propiedades externas de los minerales.
En esta clasificación se distingue:
Los componentes claros los más comunes son cuarzo, los aluminosilicatos de potasio, sodio y calcio como el feldespato potásico y las plagioclasas, los feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros importantes formadores de rocas son calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los minerales arcillosos como por ejemplo montmorilonita y caolinita y la mica illita. Los minerales arcillosos y illita son de extraordinaria importancia en el campo sedimentario y sobre todo en la formación del suelo.
Los componentes oscuros los más comunes son los silicatos de hierro y magnesio (máficos) como olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, clorita.
Los minerales típicos de las paragenesis metamórficas son los granates y los silicatos de aluminio andalucita, sillimanita distena (cianita).
Clasificaciones de minerales basadas a la química o su sistemas cristalinas tienen un sentido científico. Es muy recomendable para trabajos en terreno "del día" tener otro concepto más practico en la mente que permite un reconocimiento más fluido:
Se recomienda el uso de mapas conceptuales como:
a) Por color (aunque sabemos el color no es muy fiel)
b) Por su brillo
c) Por reacción con HCl
d) Por su paragénesis
- véase ejemplos aquí
Para los minerales que más abundan en las rocas puede aplicar la clasificación siguiente la que se basa en las propiedades externas de los minerales.
En esta clasificación se distingue:
Los componentes claros los más comunes son cuarzo, los aluminosilicatos de potasio, sodio y calcio como el feldespato potásico y las plagioclasas, los feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros importantes formadores de rocas son calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los minerales arcillosos como por ejemplo montmorilonita y caolinita y la mica illita. Los minerales arcillosos y illita son de extraordinaria importancia en el campo sedimentario y sobre todo en la formación del suelo.
Los componentes oscuros los más comunes son los silicatos de hierro y magnesio (máficos) como olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, clorita.
Los minerales típicos de las paragenesis metamórficas son los granates y los silicatos de aluminio andalucita, sillimanita distena (cianita).
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